Los instrumentos de vuelo son los instrumentos en la cabina de un avión que proporcionan al piloto datos sobre la situación del vuelo de ese avión, como altitud , velocidad aerodinámica , velocidad vertical , rumbo y mucha más información crucial en vuelo. Mejoran la seguridad al permitir al piloto volar el avión en vuelo nivelado y hacer virajes, sin una referencia fuera del avión, como el horizonte. Las reglas de vuelo visual (VFR) requieren un indicador de velocidad aerodinámica , un altímetro y una brújula u otro indicador de dirección magnética adecuado. Las reglas de vuelo por instrumentos (IFR) requieren además un indicador giroscópico de inclinación y alabeo ( horizonte artificial ), dirección (giroscopio direccional) y velocidad de viraje, además de un indicador de deslizamiento y derrape, un altímetro ajustable y un reloj. El vuelo en condiciones meteorológicas instrumentales (IMC) requiere instrumentos de radionavegación para despegues y aterrizajes precisos. [1] : 3–1
El término se utiliza a veces de forma imprecisa como sinónimo de los instrumentos de la cabina en su conjunto, en cuyo contexto puede incluir instrumentos del motor, equipos de navegación y comunicación. Muchas aeronaves modernas tienen sistemas de instrumentos de vuelo electrónicos .
La mayoría de las aeronaves reguladas tienen estos instrumentos de vuelo según lo dicta el Código de Regulaciones Federales de los EE. UU ., Título 14, Parte 91. Se agrupan según el sistema de Pitot-estático , los sistemas de brújula y los instrumentos giroscópicos . [1] : 3–1
Los instrumentos que son sistemas Pitot-estáticos utilizan diferencias de presión de aire para determinar la velocidad y la altitud.
El altímetro muestra la altitud de la aeronave sobre el nivel del mar midiendo la diferencia entre la presión en una pila de cápsulas aneroides dentro del altímetro y la presión atmosférica obtenida a través del sistema estático . La unidad más común para la calibración de altímetros en todo el mundo es hectopascales (hPa), excepto en América del Norte y Japón, donde se utilizan pulgadas de mercurio (inHg). [2] El altímetro es ajustable para la presión barométrica local que debe configurarse correctamente para obtener lecturas de altitud precisas, generalmente en pies o metros. A medida que la aeronave asciende, las cápsulas se expanden y la presión estática cae, lo que hace que el altímetro indique una altitud mayor. El efecto opuesto ocurre al descender. Con el avance de la aviación y el aumento del techo de altitud, el dial del altímetro tuvo que modificarse para su uso tanto a altitudes más altas como más bajas. Por lo tanto, cuando las agujas indicaban altitudes más bajas, es decir, el primer funcionamiento de 360 grados de los punteros, se delineó por la aparición de una pequeña ventana con líneas oblicuas que advertían al piloto que estaba más cerca del suelo. Esta modificación se introdujo a principios de los años sesenta tras la recurrencia de accidentes aéreos provocados por la confusión mental del piloto. A mayor altitud, la ventana desaparecerá. [1] : 3–3
El indicador de velocidad aerodinámica muestra la velocidad de la aeronave en relación con el aire circundante. El nudo es la unidad más utilizada actualmente, pero a veces se utilizan kilómetros por hora en su lugar. El indicador de velocidad aerodinámica funciona midiendo la presión del aire en el tubo de Pitot de la aeronave en relación con la presión estática ambiental. La velocidad aerodinámica indicada (IAS) debe corregirse para la presión y la temperatura no estándar a fin de obtener la velocidad aerodinámica real (TAS). El instrumento está codificado por colores para indicar velocidades aerodinámicas importantes, como la velocidad de pérdida, la velocidad aerodinámica que nunca se debe exceder o las velocidades de operación segura de los flaps . [1] : 3-7 a 3-8
El VSI (también llamado a veces variómetro o indicador de velocidad de ascenso) detecta cambios en la presión del aire y muestra esa información al piloto como una velocidad de ascenso o descenso en pies por minuto, metros por segundo o nudos. [1] : 3-8 a 3-9
La brújula muestra el rumbo de la aeronave en relación con el norte magnético. Los errores incluyen la variación , o la diferencia entre la dirección magnética y la verdadera, y la desviación, causada por el cableado eléctrico de la aeronave, que requiere una tarjeta de corrección de la brújula. Además, la brújula está sujeta a errores de inclinación. Si bien es confiable en un vuelo nivelado constante, puede dar indicaciones confusas al girar , ascender, descender o acelerar debido a la inclinación del campo magnético de la Tierra. Por esta razón, el indicador de rumbo también se usa para la operación de aeronaves, pero se calibra periódicamente con la brújula. [1] : 3-9 a 3-13, 3–19
El indicador de actitud (también conocido como horizonte artificial ) muestra la relación de la aeronave con el horizonte. A partir de esto, el piloto puede saber si las alas están niveladas ( balanceo ) y si el morro de la aeronave apunta por encima o por debajo del horizonte ( cabeceo ). [1] : 3-18 a 3-19 La actitud siempre se presenta a los usuarios en la unidad grados (°). [ cita requerida ] El indicador de actitud es un instrumento principal para el vuelo por instrumentos y también es útil en condiciones de poca visibilidad. Los pilotos están capacitados para utilizar otros instrumentos en combinación en caso de que este instrumento o su energía fallen.
El indicador de rumbo (también conocido como giroscopio direccional o DG) muestra el rumbo de la aeronave en puntos cardinales y con respecto al norte magnético cuando se establece con una brújula. La fricción del rumbo causa errores de deriva por precesión , que deben corregirse periódicamente calibrando el instrumento con la brújula magnética. [1] : 3-19 a 3-20 En muchas aeronaves avanzadas (incluidas casi todas las aeronaves a reacción), el indicador de rumbo se reemplaza por un indicador de situación horizontal (HSI) que proporciona la misma información de rumbo, pero también ayuda con la navegación.
Entre ellos se encuentran el Indicador de Giro y Deslizamiento y el Coordinador de Giro, que indican la rotación sobre el eje longitudinal . Incluyen un inclinómetro para indicar si la aeronave está en vuelo coordinado o en un deslizamiento o derrape . Las marcas adicionales indican un viraje de velocidad estándar . [1] : 3-20 a 3-22 La velocidad de viraje se expresa más comúnmente en grados por segundo (deg/s) o minutos por viraje (min/tr). [ cita requerida ]
Entre ellos se encuentran el Indicador de Situación Horizontal (HSI) y el Indicador de Director de Actitud (ADI). El HSI combina la brújula magnética con señales de navegación y una pendiente de planeo . La información de navegación proviene de un VOR / Localizador o GNSS . El ADI es un Indicador de Actitud con barras de dirección controladas por computadora, un relevista de tareas durante el vuelo por instrumentos. [1] : 3-22 a 3-23, 7–10
El instrumento indicador VOR incluye un indicador de desviación de rumbo (CDI), un selector de rumbo omnidireccional (OBS), un indicador TO/FROM y banderas. El CDI muestra la posición lateral de una aeronave en relación con una trayectoria radial seleccionada. Se utiliza para orientación, seguimiento hacia o desde una estación e intercepción de rumbo. [1] : 7-8 a 7-11 En el instrumento, la aguja vertical indica la posición lateral de la trayectoria seleccionada. Una aguja horizontal permite al piloto seguir una senda de planeo cuando el instrumento se utiliza con un ILS.
El instrumento indicador de radiogoniómetro automático (ADF) puede ser una tarjeta fija, una tarjeta móvil o un indicador magnético de radio (RMI). Un RMI está acoplado de forma remota a un girocompás de modo que gira automáticamente la tarjeta de acimut para representar el rumbo de la aeronave. [1] : 7-3 a 7-4 Si bien las pantallas ADF simples pueden tener solo una aguja, un RMI típico tiene dos, acopladas a diferentes receptores ADF, lo que permite fijar la posición utilizando un instrumento.
La mayoría de las aeronaves están equipadas con un conjunto estándar de instrumentos de vuelo que brindan al piloto información sobre la actitud, la velocidad y la altitud de la aeronave.
La mayoría de los aviones estadounidenses construidos desde la década de 1940 tienen instrumentos de vuelo dispuestos en un patrón estandarizado llamado disposición en "T". [3] El indicador de actitud está en el centro superior, la velocidad aerodinámica a la izquierda, el altímetro a la derecha y el indicador de rumbo debajo del indicador de actitud. Los otros dos, el coordinador de viraje y la velocidad vertical, generalmente se encuentran debajo de la velocidad aerodinámica y el altímetro, pero se les da más latitud en su ubicación. La brújula magnética estará sobre el panel de instrumentos, a menudo en el poste central del parabrisas . En los aviones más nuevos con instrumentos de cabina de cristal, la disposición de las pantallas se ajusta a la disposición básica en "T".
En 1929, Jimmy Doolittle se convirtió en el primer piloto en despegar, volar y aterrizar un avión utilizando únicamente instrumentos, sin una vista fuera de la cabina. En 1937, la Real Fuerza Aérea Británica (RAF) eligió un conjunto de seis instrumentos de vuelo esenciales [4] que seguirían siendo el panel estándar utilizado para volar en condiciones meteorológicas instrumentales (IMC) durante los siguientes 20 años. Eran:
Esta disposición del panel se incorporó a todos los aviones de la RAF construidos según las especificaciones oficiales a partir de 1938, como el Miles Master , el Hawker Hurricane , el Supermarine Spitfire y los bombarderos pesados de 4 motores Avro Lancaster y Handley Page Halifax , pero no al anterior entrenador ligero monomotor Tiger Moth , y minimizó las dificultades de conversión de tipo asociadas con el vuelo a ciegas, ya que un piloto entrenado en un avión podría acostumbrarse rápidamente a cualquier otro si los instrumentos eran idénticos.
Este conjunto básico de seis indicadores, también conocido como "six pack", [5] también fue adoptado por la aviación comercial. Después de la Segunda Guerra Mundial , la disposición se modificó a: (fila superior) velocidad aerodinámica, horizonte artificial, altímetro, (fila inferior) indicador de viraje y de inclinación, indicador de rumbo, velocidad vertical.
En las cabinas de cristal, los instrumentos de vuelo se muestran en monitores. La pantalla de vuelo principal ocupa un lugar central en el panel, reemplazando al horizonte artificial, a menudo con un indicador de situación horizontal junto a ella o integrado con el PFD. La velocidad aerodinámica indicada, el altímetro y el indicador de velocidad vertical se muestran como "cintas" móviles con la velocidad aerodinámica indicada a la izquierda del horizonte y el altímetro y la velocidad vertical a la derecha en el mismo diseño que en la mayoría de las "cabinas de reloj" de estilo antiguo.
